أكبر جينوم وجد في حشرة .. اكُتشف في جندب نادر من جبال الألب

اكتشف باحثون من معهد لايبنيز الألماني لتحليل تغير التنوع البيولوجي (LIB) والأكاديمية التشيكية للعلوم مؤخرًا أكبر جينوم لأي حشرة في الجندب.

تم العثور على الجينوم في الجندب الطنان المبقع (Bryodemella tuberculata) ، وهو أيضًا حجم الجينوم البشري بسبعة أضعاف . جاء في بيان صحفي أن هذا يدحض "فكرة" أن جينومات الحشرات صغيرة وأقل تعقيدًا .

تُعرف Bryodemella tuberculata بأنها أكثر أنواع الجنادب "وضوحًا" في أوروبا الوسطى وهي من بين أندرها. انقرض معظم السكان. يعيش الباقون على ضفاف الأنهار في جبال الألب.

نُشرت الدراسة في PLOS ONE .

حل الجندب الصاخب محل لعبة الكريكيت الصحراوية الآسيوية

كيف حشرة لديها مثل هذا الجينوم الكبير؟

في حين أن الدراسة هي الأحدث في سلسلة من المنشورات حول تطور أحجام الجينوم في الحشرات ، لم تجب أي ورقة بحثية واحدة على السؤال. في الواقع ، تحتوي معظم جينومات الحشرات ، مثل ذباب الفاكهة ، على جينومات لا يتجاوز حجمها سدس حجم الجينوم البشري.

في الوقت الحالي ، لا تتوفر البيانات الخاصة بأحجام الجينوم إلا لـ 1345 نوعًا من بين أكثر من مليون نوع معروف من الحشرات. وقد تم العثور على أكبر الجينومات في الجنادب والصراصير.

لا يختلف حجم الجينوم بين مجموعات مختلفة من الحيوانات فحسب ، بل يختلف أيضًا في بعض الأحيان داخل المجموعات. يبحث العلماء عن سبب التباين حيث يجب تكرار الجينوم الكامل أثناء كل انقسام للخلية.

قام الباحثون بقياس جينومات 50 نوعًا من الجراد باستخدام قياس التدفق الخلوي الذي حقق في التباين في الأنواع ذات الصلة. تم العثور على أكبر جينوم في الجندب الأرقط ، ليحل محل حامل الرقم القياسي السابق ، صرصور الصحراء الآسيوي (ديراكانثا أونوس).

وفقًا لأوليفر هوليتشيك ، رئيس مختبر الجينات في هامبورغ LIB ، يمكن للتحليل الجينومي الأكثر تفصيلاً المستند إلى التسلسل أن يساعد في التعرف على الآليات التطورية التي تحدد أحجام الجينوم. وقال: "أنا واثق من أن دراسة هذه التطرفات ستزودنا أيضًا بالعديد من الأفكار حول وظيفة جينوماتنا البشرية".

ملخص الدراسة:

تختلف جينومات الحيوانات على نطاق واسع في الحجم ، ولا يزال الكثير من هندستها المعمارية ومحتوياتها غير مفهومة جيدًا. حتى بين المجموعات ذات الصلة ، مثل ترتيب الحشرات ، قد تختلف الجينومات في الحجم حسب الحجم - لأسباب غير معروفة. تم العثور على أكبر جينومات حشرات معروفة بشكل متكرر في Orthoptera ، على سبيل المثال ،  Podisma pedestris  (1C = 16.93 بيكوغرام) ،  Stethophyma Grossum  (1C = 18.48 pg) و  Bryodemella holdereri  (1C = 18.64 pg). في حين أن كل هذه الأنواع تنتمي إلى الرتبة الفرعية لـ Caelifera ، إنسيفيران  ديراكانثا أونوس (1C = 19.60 بيكوغرام) وجد مؤخرًا أنه يحتوي على أكبر جينوم. هنا ، نقدم تقديرات جديدة لحجم الجينوم لـ 50 نوعًا آخر من Ensifera (العائلات الفائقة Gryllidea ، Tettigoniidea) و Caelifera (Acrididae ، Tetrigidae) بناءً على قياسات التدفق الخلوي. وجدنا أن  Bryodemella tuberculata (Caelifera: Acrididae) يحتوي على أكبر جينوم تم قياسه حتى الآن من بين جميع الحشرات مع 1C = 21.96 بيكوغرام (21.48 جيجابايت). تحتوي أنواع Orthoptera ذات 2n = 16 و 2n = 22 كروموسومًا على جينومات أكبر بكثير من الأنواع التي تحتوي على تعداد كروموسوم آخر. تختلف جينومات Gryllidea بين 1C = 0.95 و 2.88 بيكوغرام ، و Tetrigidae بين 1C = 2.18 و 2.41 ، بينما يتراوح حجم جينومات جميع Orthoptera الأخرى المدروسة من 1C = 1.37 إلى 21.96 جزء من الغرام. إعادة بناء أحجام جينوم الأسلاف بناءً على شجرة  النشوء والتطور للبيانات الجينومية للميتوكوندريا ، وجدنا قيم حجم الجينوم> 15.84 بيكوغرام فقط لعقد  Bryodemella holdereri  /  B. tuberculata  و  Chrysochraon dispar  /  Euthystira brachyptera. القيم المتوقعة لأحجام جينوم الأسلاف هي 6.19 بيكوغرام بالنسبة إلى Orthoptera و 5.37 بيكوغرام لـ Ensifera و 7.28 بيكوغرام لـ Caelifera. لا تزال أسباب الجينومات الكبيرة في Orthoptera غير معروفة إلى حد كبير ، ولكن يبدو من غير المحتمل حدوث ازدواجية أو تعدد الصبغيات لأن أعداد الكروموسومات لا تختلف كثيرًا. قد تسلط الدراسات الجينومية المستندة إلى التسلسل الضوء على الآليات التطورية الأساسية.